钢管桩复合地基桩间距对沉降影响的离心试验研究

摘要

改革开放以来，我国基础设施建设迅速发展，在建设过程中往往遇到软弱地基。目前处理软弱地基的方法大多是通过形成复合地基来达到提高地基承载力、减少沉降的目的。钢管桩复合地基是一种新兴的地基处理方法，在钢管桩复合地基设计计算中，桩间距这一设计参数的取值是设计中的关键，而目前，桩间距对钢管桩复合地基沉降变形的影响研究还不够。
　　 本文主要从钢管桩复合地基桩间距这一设计参数出发，将离心模型试验与有限元分析相结合，分析了桩间距变化对钢管桩复合地基加固区压缩变形、下卧层沉降变形以及地基总沉降量的影响。讨论桩间距的合理取值范围，为今后的钢管桩复合地基变桩间距沉降控制设计与施工提供了指导和建议。本文的主要研究内容及结论如下:
　　 (1)分析离心模型试验结果，得出钢管桩复合地基离基础中心点位置越远，沉降变形量越小;反之，离基础中心点位置越近，沉降变形越大。采用钢管桩复合地基加固软土地基后的沉降比未经地基处理过的沉降小，加固效果比较显著，钢管桩复合地基桩间距越小，加固区的置换率越大，加固区的压缩量越小，下卧层的沉降量越大;反之，钢管桩复合地基桩间距越大，加固区的置换率越小，加固区的压缩量越大，下卧层的沉降量越小。
　　 (2)分析了桩间距变化对钢管桩复合地基沉降变形影响，其中包括对加固区压缩变形和下卧层沉降变形的影响，并结合离心模型试验研究结果，建议在此种情况下，钢管桩复合地基的桩间距取值范围为:3～5倍桩径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 复合地基概述

1．1．1 复合地基的分类

1．1．2 复合地基基本概念

1．1．3 复合地基作用机理

1．2 刚性桩复合地基作用机理

1．3 研究背景及意义

1．4 国内外研究现状

1．5 论文主要研究内容

第2章 土工离心模型试验

2．1 土工离心模型试验原理

2．1．1 相似的概念与相似三定理

2．1．2 离心模型实验的特点

2．2 离心力场和重力场的差别

2．3 离心模型试验的误差分析

2．3．1 离心力引起的误差

2．3．2 离心机起动与制动误差

2．3．3 边界效应问题

2．3．4 粒径效应与几何尺寸效应问题

第3章 钢管桩复合地基离心模型试验

3．1 离心试验装置

3．2 试验目的和试验方案

3．3 试验材料和模型制作

3．4 试验运行基本过程

第4章 离心模型试验结果分析

4．1 试验数据与分析说明

4．2 试验结果分析

4．2．1 第一组试验结果分析

4．2．2 第二组试验结果分析

4．2．3 第三组试验结果分析

4．2．4 第四组试验结果分析

4．3 试验结果对比分析

4．4 本章小结

第5章 钢管桩复合地基数值模拟

5．1 引言

5．2 MIDAS／GTS软件简介

5．3 有限元模型的建立

5．3．1 本构关系

5．3．2 计算模型

5．3．3 材料参数的确定

5．4 数值模拟结果与试验结果对比分析

5．5 桩间距对沉降影响的数值分析

5．5．1 桩间距对下卧层沉降的影响分析

5．5．2 桩间距对加固区压缩变形的影响分析

5．5．3 桩间距对复合地基总沉降的影响分析

5．6 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文